سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی انسانی به عنوان یک مدل جدید از آتروفی عضلانی پیازی ونخاعی
تاریخ انتشار: شنبه 24 آبان 1393
| امتیاز:
بیماری آتروفی عضلانی پیازی و نخاعی (SBMA) و یا بیماری کندی یک بیماری موتونورونی گسترش اسیدهای نوکلئیک CAG/پلی گلوتامین وابسته به کروموزوم X است که در آن یک رشته طویل شده پلی گلوتامین (polyQ) درپایانه N- گیرنده های آندروژن (ARpolyQ) به این پروتئین سمیت می دهد. نشانگرهای متداول بیماری SBMA اجزاء درون هسته ای ARpolyQ هستند. اینها پس ازاتصال ARpolyQ به لیگاندهای درونی خود تولید می شوند ، که آزادسازی AR را از چاپرون ها، فعال سازی و انتقال هسته ای، همچنین سمیت سلولی را پیش می برند. مدل های موشی SBMA که تا کنون ایجاد شده و در مطالعات بالینی مورد استفاده قرار گرفته اند، همگی حاوی گسترش تکرارهای CAG بطور قابل توجه طولانی تری از بیماران SBMA هستند. در اینجا، ما از سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی (MSC) بیماران SBMA به عنوان مدل آزمایشگاهی جدید انسانی برای مطالعه سمیت ARpolyQ استفاده کردیم. این سلول ها دارای مزیت بیان تنها ARpolyQ و نه آلل وحشی AR هستند .بنابراین، ما سلول های بنیادی مشتق از بافت چربی را از سه بیمارSBMA (ADSC از بیماران کندیADSCK) ) ) و سه داوطلب گروه کنترل ((ADSCsجدا سازی و تعیین ویژگی کردیم. ما دریافتیم که هر دو ADSC و ADSCKs آنتی ژن های مزانشیمی را بیان می کنند ، حتی اگر تنها ADSC ها توانایی تمایز به سه دودمان سلولی متداول (سلولهای چربی، سلولهای غضروفی و استخوانی) را داشته باشند، در حالی که ADSCKs، از بیماران SBMA، پتانسیل رشد پایین تری را نشان داده و تنها به چربی تمایز یافتند. علاوه براین، با تجزیه و تحلیل بیان AR در کشت های مزانشیمی، ما سطوح پایین تری را در تمام ADSCKs نسبت به ADSC ها مشاهده کردیم که احتمالا به فشارهای منفی سمیت ARpolyQ در ADSCKs ارتباط داشت. علاوه براین، با مهارپروتئوزوم ها، سطوح ARpolyQ به طور خاص در ADSCKs افزایش یافت که شامل تشکیل HSP70 و اجزاء ARpolyQ مثبت هسته ای یوبیکوییتین بود. با توجه به همه این شواهد، کشت سلول های بنیادی مزانشیمی مشتق از بافت چربی بیماران SBMA- می بایست به عنوان یک نوآوری در مدل آزمایشگاهی انسانی برای درک مکانیسم های مولکولی سمیت ARpolyQ و آزمایش روش های نوین درمانی SBMA در نظر گرفته شود
PLoS One. 2014 Nov 13;9(11):e112746. doi: 10.1371/journal.pone.0112746. eCollection 2014.
Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells as a New Model of Spinal and Bulbar Muscular Atrophy.
Dossena M1, Bedini G1, Rusmini P2, Giorgetti E3, Canazza A1, Tosetti V1, Salsano E4, Sagnelli A4, Mariotti C5, Gellera C5, Navone SE1, Marfia G1, Alessandri G1, Corsi F6, Parati EA1, Pareyson D4, Poletti A2.
Abstract
Spinal and bulbar muscular atrophy (SBMA) or Kennedy's disease is an X-linked CAG/polyglutamine expansion motoneuron disease, in which an elongated polyglutamine tract (polyQ) in the N-terminal androgen receptor (ARpolyQ) confers toxicity to this protein. Typical markers of SBMA disease are ARpolyQ intranuclear inclusions. These are generated after the ARpolyQ binds to its endogenous ligands, which promotes AR release from chaperones, activation and nuclear translocation, but also cell toxicity. The SBMA mouse models developed so far, and used in preclinical studies, all contain an expanded CAG repeat significantly longer than that of SBMA patients. Here, we propose the use of SBMA patients adipose-derived mesenchymal stem cells (MSCs) as a new human in vitro model to study ARpolyQ toxicity. These cells have the advantage to express only ARpolyQ, and not the wild type AR allele. Therefore, we isolated and characterized adipose-derived MSCs from three SBMA patients (ADSC from Kennedy's patients, ADSCK) and three control volunteers (ADSCs). We found that both ADSCs and ADSCKs express mesenchymal antigens, even if only ADSCs can differentiate into the three typical cell lineages (adipocytes, chondrocytes and osteocytes), whereas ADSCKs, from SBMA patients, showed a lower growth potential and differentiated only into adipocyte. Moreover, analysing AR expression on our mesenchymal cultures we found lower levels in all ADSCKs than ADSCs, possibly related to negative pressures exerted by toxic ARpolyQ in ADSCKs. In addition, with proteasome inhibition the ARpolyQ levels increased specifically in ADSCKs, inducing the formation of HSP70 and ubiquitin positive nuclear ARpolyQ inclusions. Considering all of this evidence, SBMA patients adipose-derived MSCs cultures should be considered an innovative in vitro human model to understand the molecular mechanisms of ARpolyQ toxicity and to test novel therapeutic approaches in SBMA.
PMID: 25392924